Pentru măsurarea expansiunii universului, se utilizează relația dintre distanță și viteza de recesiune, o legătură esențială în cosmologie. Până în prezent această relație a fost deosebit de dificilă de aplicat în cazul perechilor de quasar, deoarece galaxiile cu nucleele extrem de luminoase pot distorsiona semnalele gazului din jur. Un studiu nou prezintă o metodă ce reduce semnificativ incertitudinile în determinarea distanțelor dintre perechile de quasar, oferind o imagine mai clară a expansiunii cosmosului.

Quasarii sunt galaxii active alimentate de un supermasiv găuri negre aflat în centrul lor, iar emisia lor energetică poate domina luminozitatea galaxiei pe perioade scurte. Discul galactic și jeturile de materiale pot eclipsa restul galaxiei, astfel încât semnalele observate pot fi influențate de aceste componente. Când două galaxii se unesc, regiunile centrale se adună, iar activitatea energetică centrală crește pe măsură ce se formează un nucleu mai masiv.

La conducerea proiectului a stat Huanqing Chen, cercetător asociat în astrofizică la Augustana Campus, Universitatea din Alberta. În echipă au colaborat Camille Avestruz, cercetător la Leineweber Institute, Universitatea din Michigan, și Jakob Wiest, student în programul de astronomie și astrofizică al Universității Michigan. Studiul a fost publicat în The Astrophysical Journal Letters.

Abordarea bazată pe efectul de proximitate al quasarilor

Ca alternativă, a fost analizată abordarea cunoscută sub numele Efectul de proximitate al quasarilor, pe scurt QPE. Această metodă se bazează pe gazul hidrogenului din mediul înconjurător al quasarului, încălzit de lumina acestuia. Gazul încălzit devine transparent, iar în spectru pot fi observate linii de absorbție caracteristice. Echipa a folosit simulări și algoritmi și a aplicat această abordare pentru a estima distanța dintre perechile de quasar.

Dacă două surse de lumină ocupă același loc, apare o singură regiune luminosă puternică. Dacă una dintre ele este în fața celeilalte, în spectru apare o a doua zonă luminoasă ce se manifestă înainte, iar distanța dintre aceste regiuni oferă măsura distanței fizice dintre cele două surse.

Conform rezultatelor, această metodă poate oferi estimări mult mai precise ale distanței între perechile de quasar decât cele obținute prin măsurători tradiționale pe baza redshiftului. În timp ce incertitudinea tradițională poate atinge zeci de milioane de ani-lumină, abordarea QPE poate îmbunătăți semnificativ această estimare până la aproximativ jumătate de milion de ani-lumină. Deși studiul s-a bazat pe date simulate, metoda poate fi aplicată deja datelor existente despre perechile de quasar, fără a necesita observații noi.

Dezvoltări viitoare și aplicații

Potrivit echipei Chen, aceste abordări pot aduce un câștig semnificativ de timp, deoarece observațiile tradiționale ar necesita ani pentru a obține date noi. Cu toate acestea, forma actuală a metodei permite deja extragerea unor informații mai precise din seturi de date existente despre localizarea perechilor de quasar în cosmos.

Cercetătorii lucrează la creșterea preciziei, în special prin includerea în analiză a caracteristicilor spectrale mai fine observate în spectrul real al quasarilor. Aceste detalii ar putea spori în continuare fiabilitatea determinării distanțelor și ar putea permite estimări mai precise ale intervalelor de timp de fuziune între galaxii.

Scopul proiectului este ca metoda să devină cât mai utilizabilă pentru o înțelegere mai bună a expansiunii cosmice și să contribuie la reconstrucția distribuției spațiale a perechilor de quasar în comparație cu observațiile din trecut.